Статья посвящена решению задач автоматизации пастеризатора в ООО «Пивоваренная компания «Балтика» - «Воронежский пивзавод» для повышения качества управления. Разработана структура системы управления на базе контроллера SIEMENS S7-400, модулей ввода/вывода SM321, SM331, SM322, SM332 и сенсорной панели IEI PPC-5190A. На оборудовании размещены средства локальной автоматизации: датчики температуры SENSYCON PT100; датчики давления Endress+Hauser Cerabar S PMC631, Aplysens 0…10 bar; электромагнитные расходомеры Endress+Hauser; кислородомер HAFFMANS-PENTAIR; кондуктометр Enress+Hauser CLD134-PLC148AB2; клапаны SPIRAX SARCO. Выполнена настройка частотного преобразователя DANFOSS 131B2132 FC-302 для управления насосом для получения возможности работы с малыми потоками пива. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для управляющего контроллера SIEMENS S7-400 (среда Step7) и сенсорной панели IEI PPC-5190A (среда WinCC). Для управления процессом пастеризации предложено реализовать схему комбинированного регулирования температуры пива (расходом пара) с компенсацией возмущения по давлению греющего пара в трубопроводе. Для синтеза алгоритма цифрового комбинированного управления проведена идентификация дискретных динамических моделей канала регулирования (“расход греющего пара – температура пива на выходе из секции пастеризации”) и канала возмущения (“давление пара в трубопроводе подачи теплоносителя – температура пива на выходе из секции пастеризации”). Идентификация моделей каналов выполнена по полученным экспериментальным данным на пастеризаторе с помощью метода наименьших квадратов (МНК). Для расчета настроек цифровых ПИД-регулятора и компенсатора по каналам регулирования и возмущения применен численный метод оптимизации (метод покоординатного спуска). Проведены модельные эксперименты, которые показали, что применение данного алгоритма значительно снижает колебание температуры пива при пастеризации. Для синтеза алгоритма применялись авторские программы идентификации дискретных динамических моделей каналов объекта и оптимизации настроек цифровых регуляторов и компенсаторов. Система управления процессом введена в эксплуатацию.

1. Белкина Р.И., Губанов В.М., Губанов М.В. Технология производства солода, пива и спирта. Лань, 2021. 104 с.

2. Жигалова Е. С., Копарулина А. Е. Обзор технологического оборудования для производства светлого пива //Молодежь и наука. Биотехнологии и пищевая промышленность. 2021. С. 55-60.

3. Лопаева Н. Л. Основы пивоваренного производства //Аграрное образование и наука. 2022. №. 2. С. 7.

4. Carvalho G. Leite A. C., Leal R., Pereira R. The role of emergent processing technologies in beer production //Beverages. 2023.V. 9. №. 1. P. 7.

5. Щербина И.И. Разработка системы автоматического управления процессом пастеризации пива // Молодой ученый. 2018. № 26 (212). С. 62–66.

6. Муравицкий А. Автоматизация полного цикла пивоварения / Автоматизация и производство. 2022. № 1 (52). С. 20–22.

7. Ogawa M., Henmi Y. Recent Developments on PC+PLC based Control Systems for Beer Brewery Process Automation Applications. International Joint Conference SICE-ICASE. Busan, Korea (South). 2006. P. 1053–1056.

8. Singh P., Pandey V.K., Singh R., Negi P. et al. Substantial Enhancement of Overall Efficiency and Effectiveness of the Pasteurization and Packaging Process Using Artificial Intelligence in the Food Industry // Food and Bioprocess Technology. 2025. V. 18. №. 2. P. 1125–1140. doi:10.1007/s11947-024-03527-5

9. Алексеев М.В., Кудряшов В.С., Устиненок И.А. Автоматизация участка пастеризации в производстве пива. Материалы LXII отчетной науч. конф. преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2023 год. В 3 ч. Ч. 2. Воронеж: ВГУИТ, 2024. С. 58.

10. WinCC flexible 2005 Компактная Стандартная Расширенная. Руководство пользователя. Siemens AG, 2005. 146 с.

11. Das R., Dutta S., Sarkar A., Samanta K. et al. Automation of tank level using Plc and establishment of Hmi by Scada. IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE) 7.2, 2013. P. 61–67.

12. Программирование с помощью STEP 7 V5.3: Руководство. Siemens AG, 2004. 602 с.

13. Zamzow A. TIA Portal V16: Grundkurs. Vogel Communications Group, 2022. 290 p.

14. Hollender M. Collaborative process automation systems. ISA, 2010. 408 p.

15. Kaltjob P.O. Mechatronic Systems and Process Automation: Model-Driven Approach and Practical Design Guidelines. CRC Press, 2018. 467 p.

16. Кудряшов В.С., Алексеев М.В., Иванов А.В. Синтез цифровых систем управления технологическими объектами. Воронежский государственный университет инженерных технологий. Воронеж: ВГУИТ, 2024. 455 с.

17. Milani E. A., Silva F. V. M. Pasteurization of beer by non-thermal technologies //Frontiers in Food Science and Technology. 2022. V. 1. P. 798676.

18. Байгузин Т. Р., Девяткина Ю. С., Остапенко А. Е. Pазработка автоматизированной системы управления технологическим процессом пастеризации пива // Научный редактор. 2024. C. 14.

19. Filios G., Kyriakopoulos A., Livanios S., Manolopoulos F et al. Data-driven soft sensing towards quality monitoring of industrial pasteurization processes // 2022 18th International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS). IEEE, 2022. P. 167-174.

20. Jha A., Moses J. A., Anandharamakrishnan C. Optimizing beverage pasteurization using computational fluid dynamics //Preservatives and Preservation Approaches in Beverages. 2019. P. 237-271.